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天文学家揭示木星是我们太阳系中最古老的星球

发布时间:2018-05-15

根据劳伦斯利弗莫尔国家实验室的最新研究,木星不仅是我们太阳系中最大的行星,也是最古老的行星。图片由NASA提供。

em劳伦斯利弗莫尔国家实验室的新研究表明,木星是我们太阳系中最古老的行星。 / em

通过观察铁陨石上的钨和钼同位素,该团队由来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室和德国明斯特大学的毛皮行星学研究所(外部链接)的科学家组成,他们发现陨石是由两种基因不同的在太阳系形成后一百万至三千四百万年间共存但仍保持分离的星云型储层。

“这种有效分离的最可能的机制是木星的形成,在圆盘上形成一个空隙(一个来自恒星的气体和尘埃的平面),并防止两个储层之间的物质交换,”Thomas Kruijer说。这篇论文出现在6月12日在线的美国国家科学院院刊上。之前在明斯特大学,克鲁伊现在在LLNL。 “木星是太阳系中最古老的行星,它的实心核在太阳星云气体消散之前形成,与巨型行星形成的核心增长模型一致。”

木星是太阳系中质量最大的行星,它的存在对太阳吸积盘的动力学产生了巨大的影响。了解木星的年代是了解太阳系向现代建筑演变的关键。尽管模型预测木星形成的时间相对较早,但到目前为止,它的形成从未过时。

Kruijer说:“我们没有任何来自木星的样本,与地球,火星,月球和小行星等其他物体形成对比。” “在我们的研究中,我们使用陨石的同位素特征(来自小行星)来推断木星的年龄。”

该小组通过对陨石的同位素分析发现,木星的坚实核心在太阳系历史开始后的大约一百万年内形成,使其成为最古老的行星。通过它的快速形成,木星成为阻止物质向内穿过光盘的有效屏障,可能解释了为什么我们的太阳系没有任何超地球(质量高于地球的太阳系外行星)。

该小组发现木星的核心在一百万年内增长到约20个地球大众,随后在太阳系形成后至少3-4百万年之前,更长时间地增长到50个地球大众。

早先的理论提出,像木星和土星这样的气体巨行星包含大约10至20个地球质量的大型固体核心的生长,随后气体堆积在这些核心上。因此,得出的结论是气体核心必须在太阳系星云消失之前形成 - 太阳系形成后一百万年到一千万年之间可能发生在周围年轻太阳周围的气体星周光盘。

在这项工作中,该小组证实了早先的理论,但能够使用陨石的同位素特征更精确地预测木星在100万年以内。

虽然核心的这种快速增长已经被模拟,但它们的形成尚不可能。

“我们的测量结果表明,木星的生长可以用陨石的不同基因遗产和生成时间进行过时,”Kruijer说。

大多数陨石都来自位于火星和木星之间主要小行星带的小体。原本,这些物体可能形成在更大范围的日心距上,正如陨石的不同化学和同位素组成以及动力学模型所表明的那样,表明气体巨人的重力影响导致小体散射到小行星带。

其他作者还包括明斯特大学的Christoph Burkhardt,Gerrit Budde和Thorsten Kleine。

出版物:Thomas S. Kruijer等人,“陨石的不同遗传学和形成时间推断的木星时代”,PNAS,2017; DOI:10.1073 / pnas.1704461114

资料来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室